Brennstoffzellen

Quelle: BINE Informationsdienst

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Brennstoffzellen, die in Fahrzeugen eingesetzt werden sollen, müssen besonders hohe Anforderungen erfüllen. Sie sollen eine große Leistungsdichte erreichen und außerdem kompakt, widerstandsfähig gegen Erschütterungen, Vibration und Temperaturschwankungen, sehr zyklenfest sowie kaltstartfähig und langlebig sein. Das neue BINE-Projektinfo „Brennstoffzellen für Elektrofahrzeuge“ stellt ein neues Herstellungskonzept für einen leistungsfähigeren und kostengünstigeren Brennstoffzellenstapel vor. Entwicklungsziel war, einen kompakten und leichten Motor zu entwickeln und sich dabei dem Kostenniveau eines konventionellen Verbrennungsmotors anzunähern. Außerdem sollten Komponenten und Herstellungsverfahren an die Anforderungen industrieller Serienfertigung angepasst werden.

Im Rahmen des Projekts haben die Zulieferer ElringKlinger, Greenerity, Freudenberg und Umicore gemeinsam mit dem Automobilhersteller Volkswagen einen Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzellenstapel mit metallischen Bipolarplatten für den Einsatz in Fahrzeugen entwickelt. Dem BINE-Info zufolge setzt sich ein solcher Stack aus einer dicht gepackten Folge von Funktionsschichten zusammen, die jeweils hohen wechselnden mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt sind. Mit dem Ziel, eine kontinuier­liche preisgünstige Großserienproduktion vorzubereiten, verbesserten die Projektpartner die Komponenten Membran-Elektroden-Einheit (MEA), Katalysator, Gasdiffusionsschicht (GDL Gas Diffusion Layer), Bipolarplatte und Dichtung und passten sie für eine optimale Funktion aufeinander an.

Wie aus dem BINE-Projektinfo weiter hervorgeht, belegt der Langzeittest des Stapels das gute mechanische Zusammenspiel sowie die elektrochemische Beständigkeit der Komponenten. Im Oktober 2018 sei der neu entwickelte Stack erstmals mit 260 Zellen und 100 kW aufgebaut worden. Das neue Verfahren ermögliche die Herstellung skalierbarer Brennstoffzellensysteme und eine industrielle Serienfertigung.

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